輻射交聯(lián)聚乙烯管原料選擇分析

林文天　譚健

摘 要：介紹了輻射交聯(lián)聚乙烯管原料的選擇，從屈服強(qiáng)度、結(jié)晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關(guān)鍵詞：輻射交聯(lián)；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯(lián)聚乙烯管是交聯(lián)管的一種，是先用管材擠出機(jī)擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯(lián)的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯(lián)聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內(nèi)尚無石化廠家生產(chǎn)專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗(yàn)出其是否符合生產(chǎn)PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進(jìn)行長時(shí)間的壓力測試。這樣做不但耗費(fèi)時(shí)間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標(biāo)測試方面研究輻射交聯(lián)聚乙烯管的選料。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨(dú)山子石化公司；HDPE 5#，福建聯(lián)合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗(yàn)方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進(jìn)行拉伸測試，2個進(jìn)行輻照交聯(lián)（輻照劑量120 kGy），測試交聯(lián)度。

取原料各50 g，進(jìn)行熔體流動速率和結(jié)晶度測試。

各取原料若干進(jìn)行擠管試驗(yàn)，在線監(jiān)控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規(guī)定進(jìn)行，交聯(lián)度測試依照GB/T 18474的規(guī)定進(jìn)行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)晶度依照GB/T 19499的規(guī)定進(jìn)行，管材尺寸依照GB/T 8806的規(guī)定進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料測試結(jié)果

2.3 屈服強(qiáng)度要求

根據(jù)聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發(fā)生斷裂。因此，聚乙烯管材的強(qiáng)度是先由材料的屈服強(qiáng)度決定的——屈服強(qiáng)度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強(qiáng)度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強(qiáng)度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強(qiáng)度是24 MPa。

2.4 結(jié)晶度對交聯(lián)度的影響

交聯(lián)度是輻射交聯(lián)聚乙烯管的關(guān)鍵指標(biāo)之一。交聯(lián)聚合物的鏈間化學(xué)鍵阻礙了鏈的運(yùn)動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結(jié)晶度越高，交聯(lián)度越低。分析認(rèn)為，聚乙烯是部分結(jié)晶聚合物，交聯(lián)主要發(fā)生在無定形區(qū)，結(jié)晶度低則無定形區(qū)大，交聯(lián)更容易，因此，結(jié)晶度低的聚乙烯材料交聯(lián)度高。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18992的相關(guān)規(guī)定，PE-Xc管的交聯(lián)度要求是≥60%，而表1中結(jié)晶度大于65%的交聯(lián)度未能達(dá)到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產(chǎn)生影響，一種原料在生產(chǎn)過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結(jié)論：熔體流動速率越大，擠出越不穩(wěn)定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析可知，輻射交聯(lián)聚乙烯管材原料宜選擇屈服強(qiáng)度在20～24 MPa，結(jié)晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻(xiàn)

[1]崔小明.交聯(lián)聚乙烯的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：白潔〕

摘 要：介紹了輻射交聯(lián)聚乙烯管原料的選擇，從屈服強(qiáng)度、結(jié)晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關(guān)鍵詞：輻射交聯(lián)；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯(lián)聚乙烯管是交聯(lián)管的一種，是先用管材擠出機(jī)擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯(lián)的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯(lián)聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內(nèi)尚無石化廠家生產(chǎn)專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗(yàn)出其是否符合生產(chǎn)PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進(jìn)行長時(shí)間的壓力測試。這樣做不但耗費(fèi)時(shí)間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標(biāo)測試方面研究輻射交聯(lián)聚乙烯管的選料。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨(dú)山子石化公司；HDPE 5#，福建聯(lián)合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗(yàn)方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進(jìn)行拉伸測試，2個進(jìn)行輻照交聯(lián)（輻照劑量120 kGy），測試交聯(lián)度。

取原料各50 g，進(jìn)行熔體流動速率和結(jié)晶度測試。

各取原料若干進(jìn)行擠管試驗(yàn)，在線監(jiān)控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規(guī)定進(jìn)行，交聯(lián)度測試依照GB/T 18474的規(guī)定進(jìn)行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)晶度依照GB/T 19499的規(guī)定進(jìn)行，管材尺寸依照GB/T 8806的規(guī)定進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料測試結(jié)果

2.3 屈服強(qiáng)度要求

根據(jù)聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發(fā)生斷裂。因此，聚乙烯管材的強(qiáng)度是先由材料的屈服強(qiáng)度決定的——屈服強(qiáng)度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強(qiáng)度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強(qiáng)度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強(qiáng)度是24 MPa。

2.4 結(jié)晶度對交聯(lián)度的影響

交聯(lián)度是輻射交聯(lián)聚乙烯管的關(guān)鍵指標(biāo)之一。交聯(lián)聚合物的鏈間化學(xué)鍵阻礙了鏈的運(yùn)動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結(jié)晶度越高，交聯(lián)度越低。分析認(rèn)為，聚乙烯是部分結(jié)晶聚合物，交聯(lián)主要發(fā)生在無定形區(qū)，結(jié)晶度低則無定形區(qū)大，交聯(lián)更容易，因此，結(jié)晶度低的聚乙烯材料交聯(lián)度高。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18992的相關(guān)規(guī)定，PE-Xc管的交聯(lián)度要求是≥60%，而表1中結(jié)晶度大于65%的交聯(lián)度未能達(dá)到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產(chǎn)生影響，一種原料在生產(chǎn)過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結(jié)論：熔體流動速率越大，擠出越不穩(wěn)定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析可知，輻射交聯(lián)聚乙烯管材原料宜選擇屈服強(qiáng)度在20～24 MPa，結(jié)晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻(xiàn)

[1]崔小明.交聯(lián)聚乙烯的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：白潔〕

摘 要：介紹了輻射交聯(lián)聚乙烯管原料的選擇，從屈服強(qiáng)度、結(jié)晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關(guān)鍵詞：輻射交聯(lián)；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯(lián)聚乙烯管是交聯(lián)管的一種，是先用管材擠出機(jī)擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯(lián)的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯(lián)聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內(nèi)尚無石化廠家生產(chǎn)專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗(yàn)出其是否符合生產(chǎn)PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進(jìn)行長時(shí)間的壓力測試。這樣做不但耗費(fèi)時(shí)間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標(biāo)測試方面研究輻射交聯(lián)聚乙烯管的選料。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨(dú)山子石化公司；HDPE 5#，福建聯(lián)合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗(yàn)方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進(jìn)行拉伸測試，2個進(jìn)行輻照交聯(lián)（輻照劑量120 kGy），測試交聯(lián)度。

取原料各50 g，進(jìn)行熔體流動速率和結(jié)晶度測試。

各取原料若干進(jìn)行擠管試驗(yàn)，在線監(jiān)控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規(guī)定進(jìn)行，交聯(lián)度測試依照GB/T 18474的規(guī)定進(jìn)行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)晶度依照GB/T 19499的規(guī)定進(jìn)行，管材尺寸依照GB/T 8806的規(guī)定進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料測試結(jié)果

2.3 屈服強(qiáng)度要求

根據(jù)聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發(fā)生斷裂。因此，聚乙烯管材的強(qiáng)度是先由材料的屈服強(qiáng)度決定的——屈服強(qiáng)度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強(qiáng)度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強(qiáng)度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強(qiáng)度是24 MPa。

2.4 結(jié)晶度對交聯(lián)度的影響

交聯(lián)度是輻射交聯(lián)聚乙烯管的關(guān)鍵指標(biāo)之一。交聯(lián)聚合物的鏈間化學(xué)鍵阻礙了鏈的運(yùn)動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結(jié)晶度越高，交聯(lián)度越低。分析認(rèn)為，聚乙烯是部分結(jié)晶聚合物，交聯(lián)主要發(fā)生在無定形區(qū)，結(jié)晶度低則無定形區(qū)大，交聯(lián)更容易，因此，結(jié)晶度低的聚乙烯材料交聯(lián)度高。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18992的相關(guān)規(guī)定，PE-Xc管的交聯(lián)度要求是≥60%，而表1中結(jié)晶度大于65%的交聯(lián)度未能達(dá)到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產(chǎn)生影響，一種原料在生產(chǎn)過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結(jié)論：熔體流動速率越大，擠出越不穩(wěn)定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析可知，輻射交聯(lián)聚乙烯管材原料宜選擇屈服強(qiáng)度在20～24 MPa，結(jié)晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻(xiàn)

[1]崔小明.交聯(lián)聚乙烯的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：白潔〕